Equivalent roughness of gravel-bed rivers

The relation between the equivalent roughness and different grain size percentiles of the sediment in gravel-bed rivers was determined under the hypothesis that the vertical distribution of the flow velocity follows a logarithmic law. A set of 954 data points was selected from rivers with gravel size sediment or larger, with a non-sinuous alignment and free of vegetation or obstacles. According to the results, the ks roughness is equivalent to approximately 2.4D90, 2.8D84, and 6.1D50. No correlation was detected between the sediment sorting and the sediment mobility index on one hand, and, on the other, the coefficient of proportionality of each grain size percentile.

Kuitupuun tehdaslogistiikka ja sen kustannukset eräässä metsäteollisuusyrityksessä

Jotta pystytään vastaamaan kehittyneen prosessiteollisuuden tuotannon asettamiin haasteisiin, on myös tärkeää kehittää koko puuraaka-aineen hankintaa. Ohjailemalla raaka-ainevirtoja oikein on mahdollista säästää kustannuksissa ja näin saavuttaa kilpailuetua. Tämän työn tarkoituksena on toimenpide-ehdotuksia löytämällä pyrkiä huolehtimaan vaadittavasta raaka-ainetarpeesta alhaisimmilla logistisilla kustannuksilla. Päätavoitteena on tutkia puunkäsittelystä aiheutuvia kustannuksia, keskittyen tehdasalueen operaatioihin. Ensimmäisessä osassa tutkimus sisältää yleistä asiaa puunhankinnasta ja puukuljetuksista. Tutkimuksessa esitellään myös kuljetusmuotojen erikoisuuksia kohdeyrityksen osalta. Ensimmäisessä osassa käsitellään lisäksi raaka-aineen alkuperää ja sen varastointikeinoja.Tutkimuksen empiirinen osuus muodostuu kolmesta eri osasta: 1) Minkälaisista osista logistiset kustannukset rakentuvat. 2) Mitkä ovat häiriötekijät ja minkälaisia kustannuksia ne aiheuttavat. 3) Mitkä ovat puunhankinnan kausivaihtelun vaikutukset raaka-ainevirtoihin ja tehdasvarastoihin. Tutkimusmenetelminä on käytetty sekä haastatteluja että seurantajaksoja. Lopussa on kustannusvertailutaulukko ja parannusehdotuksia, joita voidaan hyödyntää esim. kun pohditaan puuhuoltoon liittyviä tulevaisuuden skenaarioita.

Apical closure device for transapical valve procedures?.

OBJECTIVES: Transapical transcatheter valve procedures are performed through a left minithoracotomy and require apical sutures to seal the apical access site. The use of large-calibre devices compromises any attempt to fully perform the procedure with a thoracoscopic approach or percutaneously. We report our preliminary experience in animals with a new sutureless self-expandable apical occluder, engineered to perform transapical access site closure in a minimally invasive setting with large-size introducer sheaths. METHODS: The apical occluder with extendable waist was implanted in six young pigs during an acute animal study. Under general anaesthesia, animals (mean weight: 62 ± 8 kg) received full heparinization (heparin: 100 UI/kg; activated clotting time above 250 s). Through a median sternotomy, a 21-Fr Certitude? introducer sheath (outer diameter: 25 Fr) was placed over the wire into the cardiac apex. The delivery catheter carrying the constrained apical plug was inserted into the sheath and deployed under fluoroscopic control, whereas the Certitude? was retrieved. After protamine infusion, we observed and recorded the 1-h bleeding with standard haemodynamic parameters. Animals were sacrificed, and hearts analysed. RESULTS: Six apical closure devices were successfully introduced and deployed in six pig hearts through large-size apical sheaths at first attempt. In all animals, the plugs guaranteed immediate apical sealing and traces of blood were collected in the pericardium during the 1-h observational period (mean of 16 ± 3.4 ml of blood loss per animal). Haemodynamic parameters remained stable during the entire study period and no plug dislodgement was detected with normal systemic blood pressure (mean arterial mean blood pressure: 65 ± 7 mmHg). Post-mortem analysis confirmed the full deployment and good fixation of all plugs, without macroscopic damages to the surrounding myocardium. CONCLUSIONS: This sutureless self-expandable apical occluder is a simple device capable of sealing large-size apical access sites (20-35 Fr) in an acute animal study. This approach is a step further towards less invasive transapical valve procedures in the clinical setting, and further animal tests will be performed to confirm the long-term efficacy and safety of this device.

Tissue distribution of retinoids in common dolphins (Delphinus delphis).

Exposure to organochlorines induces retinoid deficiency in mammals; hence, retinoids are potential biomarkers of the impact of these pollutants. Appropriate target tissues to monitor retinoids in cetaceans have not been properly identified because of a lack of information on the contribution of each tissue to total body retinoids. Therefore, we have addressed this issue by studying the contribution of the main body tissues to retinoids in 21 common dolphins obtained from incidental catches and in apparent good health and nutritive condition. Although concentrations in the liver were highest, those in blubber were also high and accounted for 43% of the total retinoid load of the compartments examined. As blubber can be obtained using non-invasive biopsy techniques, this tissue is proposed as a reliable indicator of retinoid status in cetaceans. However, blubber topographical variation in structure and composition requires standardization of sampling sites. Retinoid concentrations did not differ significantly between sexes or with body size for any of the tissues, but the lipid content of blubber strongly influenced these concentrations. Biopsies from healthy, free-ranging individuals are preferred to samples from stranded animals. Further research on the influence of factors (age, sex, reproductive condition, diet) that potentially affect retinoid levels is required to implement the use of retinoids as biomarkers of pollutant exposure in cetaceans.

Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetus proomukalustolla

Metsäpolttoaineiden käyttö kasvaa lämpö- ja voimalaitoksissa ja mahdollisissa biojalostamoissa. Metsäpolttoaineilla voidaan saavuttaa päästövähennyksiä korvaamalla päästöintensiivisempiä polttoaineita. Metsäpolttoaineen kysynnän kasvu suurkäyttöpaikoilla luo uusia vaatimuksia metsäbiomassan hankintaan. Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetuksen sisältämiä logistiikkajärjestelmiä kehittämällä toimitusvarmuutta pystytään parantamaan ja hankintaa laajentamaan kustannustehokkaasti ja ympäristöystävällisesti. Kuljetuskokeilut antoivat uutta tietoa vesitiekuljetuksen sisältämästä hankinnasta. Lastikapasiteetti nykyisen kaltaisessa Eurooppa IIa -suurproomussa vaihtelee 1200 tonnista jopa 1800 tonniin (kosteus 40 %) riippuen tiivistymisestä ja proomun modifiointiasteesta. Metsähakkeen energiatiheys oli suurproomukuljetuksissa keskimäärin 1 MWh/i-m3, joka oli 25 % parempi kuin vertailun hakerekkakuljetuksissa. Vesitiekuljetuksen kustannukset olivat kuljetuskokeiluissa lastauksineen ja purkuineen 0,02 €/MWh/km, ollen noin 20 % ketjun kokonaiskustannuksista. Simuloinnin edullisimpien vesitiekuljetusvaihtoehtojen vaihteluvälin kustannukset olivat vastaavasti 0,013 - 0,026 €/MWh/km. Lastauksen ja purun kustannus oli 0,4 - 0,6 €/MWh ja vesitiekuljetus 0,9 - 2,0 €/MWh (100 km). Ketjun kokonaiskustannukset hakkuutähdehakkeelle vaihtelivat simuloinnin edullisimpien vaihtoehtojen perusteella välillä 10,8 - 12,1 €/MWh (30 km rekka, 100 km proomu). Kuljetusketjujen simuloinnin kustannukset osoittivat proomukuljetusketjun olevan kilpailukykyinen vaihtoehto hakerekkakuljetusketjulle kalustosta ja vuosittaisista käyttötunneista riippuen kuljetusetäisyyden ylittäessä 100 km. Kustannustehokkain ratkaisu vesitiekuljetuksessa saavutettiin pienen aluksen ja suuren kokoluokan proomuyksikön kytkyeellä. Haketus kannattaa toteuttaa ennen proomukuljetuksen osuutta metsähakkeen paremman tiiviyden ja käsiteltävyyden perusteella. Logistiikkajärjestelmiä pitää kehittää tapauskohtaisesti käyttöpaikan tarpeet ja olosuhteet huomioon ottaen. Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetuksen sisältämän logistiikan liiketoimintamallien vertailussa arvioitiin vaihtoehtoiset ulkoistetut toimintamallit paremmaksi kuin nykyinen urakointimalli. Tämä mahdollistaa paremman metsähakkeen saatavuuden ja logistiikan tehokkuuden lastausterminaaleissa. Terminaalitoiminnot ja proomukuljetukset lisäävät uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja mahdollistavat metsäpolttoaineiden

Caracterització del temps de vol en relació amb variables biomecàniques de l’estirada en l’arrencada d’halterofília

L’objecte del present estudi és caracteritzar el temps de vol (Tv) de la fase aèria en l’exercici d’arrencada en halterofília. Es descriu el seu comportament en funció de l’increment progressiu de la càrrega i en relació a variables biomecàniques de l’estirada, així com la seva evolució en un cicle d’entrenament. Es va fer un test màxim de càrregues progressives amb set halterofilistes (n = 7) de competició. Mitjançant els sistemes de valoració Musclelab i Chronojump es van registrar els valors de: força (F), potència (P), velocitat (V), pic de velocitat (pV) i alçada relativa (Hrel ) de la barra en l’estirada, al costat del Tv del desplaçament dels peus de l’aixecador a l’entrada sota la barra. Es va observar una moderada correlació negativa (r = –0,561; p < 0,01) entre el Tv i la càrrega màxima del test (%1RMT). No es van trobar correlacions significatives per al Tv respecte a la resta de variables analitzades. El Tv disminuïa amb l’increment de la càrrega en rangs submàxims, i era de natura aleatòria amb l’ocupació de càrregues màximes. En un subgrup de la mostra (n = 4) es van valorar les mateixes variables passades vuit setmanes. El Tv, la Pmàx i el pV suggereixen ser variables suficientment sensibles per monitoritzar els canvis generats per l’entrenament en vuit setmanes, encara que la reduïda dimensió mostral no va permetre aconseguir diferències significatives. Aquests resultats destaquen la possibilitat de considerar el Tv i la P com a mesures de control en l’entrenament d’halterofilistes, preferentment en l’ús de càrregues submàximes.

Efeito do teor metálico em catalisadores Co/Al2O3 aplicados à reação de reforma a vapor de etanol

The development of cobalt catalysts to produce hydrogen from ethanol is the goal of this investigation. Co/Al2O3 catalysts were prepared by impregnation and characterized by atomic absorption, nitrogen adsorption, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, temperature programmed reduction and carbon analysis. The catalysts contained Co3O4 oxide and Co3+ and Co2+ species interacting with alumina. The cobalt load affects the crystal size and the crystalline structure and higher Co loads influence the reaction mechanism, changing the selectivity of the catalysts, decreasing the amount of CO produced and avoiding the formation of products catalyzed by the support. The ethanol conversion was 50-70% with 10-<1% of CO in the hydrogen.

Vaasan Sähköverkko Oy:n keskijänniteverkon nykytilan määritys sekä kehittämissuunnitelma käyttövarmuuden näkökulmasta

Tämän työn tavoitteena on analysoida Vaasan Sähköverkko Oy:n keskijänniteverkon nykytila sekä selvittää verkon kehittämisen suuntaviivoja. Nykytilan määrityksessä selvitetään kuormitettavuusasteet, jännitteenalenemat, häviöt oiko- ja maasulkusuojauksen toimivuus sekä keskeytyskustannukset. Nykytilan määrityksen apuna käytettiin verkkotietojärjestelmä Xpowerin tehojako-, oikosulku- ja maasulkulaskentoja. Nykytila on määritetty sekä normaalissa kytkentätilanteessa, että tilanteessa jossa yksi sähköasema kerrallaan on poissa käytöstä. Nykytilan määrityksen perusteella voidaan todeta, että normaalissa kytkentätilanteessa keskijänniteverkko täyttää suurilta osin sille asetetut tekniset reunaehdot, jotka ovat jännitteenalenema, kuormitettavuus, oikosulkukestoisuus sekä oiko- ja maasulkusuojauksen havahtuvaisuus. Jotta reunaehdot toteutuisivat kokonaisuudessaan, tulee oikosulkukestottomien lähtöjen releasetteluja muuttaa tai vaihtaa oikosulkukestottomat johto-osuudet suurempi poikkipintaiseen johtimeen. Nykytilan määrityksen perusteella neljän päämuuntajan kuormitettavuusaste on yli 90 %, joten näiden asemien alueiden kehitystä tulee tarkkailla. Sähköasemien korvaustarkastelun perusteella viiden sähköaseman korvaus tuottaa ongelmia jo nykyisillä huippukuormilla. Työssä tehtyjen selvitystöiden perusteella Vaasan Sähköverkko Oy:n keskijänniteverkkoon lisättiin 10 maastokatkaisijaa sekä selvitettiin verkon mahdollisia tulevaisuuden kehittämisen suuntaviivoja.

Methods and Models for Accelerating Dynamic Simulation of Fluid Power Circuits

The objective of this dissertation is to improve the dynamic simulation of fluid power circuits. A fluid power circuit is a typical way to implement power transmission in mobile working machines, e.g. cranes, excavators etc. Dynamic simulation is an essential tool in developing controllability and energy-efficient solutions for mobile machines. Efficient dynamic simulation is the basic requirement for the real-time simulation. In the real-time simulation of fluid power circuits there exist numerical problems due to the software and methods used for modelling and integration. A simulation model of a fluid power circuit is typically created using differential and algebraic equations. Efficient numerical methods are required since differential equations must be solved in real time. Unfortunately, simulation software packages offer only a limited selection of numerical solvers. Numerical problems cause noise to the results, which in many cases leads the simulation run to fail. Mathematically the fluid power circuit models are stiff systems of ordinary differential equations. Numerical solution of the stiff systems can be improved by two alternative approaches. The first is to develop numerical solvers suitable for solving stiff systems. The second is to decrease the model stiffness itself by introducing models and algorithms that either decrease the highest eigenvalues or neglect them by introducing steady-state solutions of the stiff parts of the models. The thesis proposes novel methods using the latter approach. The study aims to develop practical methods usable in dynamic simulation of fluid power circuits using explicit fixed-step integration algorithms. In this thesis, twomechanisms whichmake the systemstiff are studied. These are the pressure drop approaching zero in the turbulent orifice model and the volume approaching zero in the equation of pressure build-up. These are the critical areas to which alternative methods for modelling and numerical simulation are proposed. Generally, in hydraulic power transmission systems the orifice flow is clearly in the turbulent area. The flow becomes laminar as the pressure drop over the orifice approaches zero only in rare situations. These are e.g. when a valve is closed, or an actuator is driven against an end stopper, or external force makes actuator to switch its direction during operation. This means that in terms of accuracy, the description of laminar flow is not necessary. But, unfortunately, when a purely turbulent description of the orifice is used, numerical problems occur when the pressure drop comes close to zero since the first derivative of flow with respect to the pressure drop approaches infinity when the pressure drop approaches zero. Furthermore, the second derivative becomes discontinuous, which causes numerical noise and an infinitely small integration step when a variable step integrator is used. A numerically efficient model for the orifice flow is proposed using a cubic spline function to describe the flow in the laminar and transition areas. Parameters for the cubic spline function are selected such that its first derivative is equal to the first derivative of the pure turbulent orifice flow model in the boundary condition. In the dynamic simulation of fluid power circuits, a tradeoff exists between accuracy and calculation speed. This investigation is made for the two-regime flow orifice model. Especially inside of many types of valves, as well as between them, there exist very small volumes. The integration of pressures in small fluid volumes causes numerical problems in fluid power circuit simulation. Particularly in realtime simulation, these numerical problems are a great weakness. The system stiffness approaches infinity as the fluid volume approaches zero. If fixed step explicit algorithms for solving ordinary differential equations (ODE) are used, the system stability would easily be lost when integrating pressures in small volumes. To solve the problem caused by small fluid volumes, a pseudo-dynamic solver is proposed. Instead of integration of the pressure in a small volume, the pressure is solved as a steady-state pressure created in a separate cascade loop by numerical integration. The hydraulic capacitance V/Be of the parts of the circuit whose pressures are solved by the pseudo-dynamic method should be orders of magnitude smaller than that of those partswhose pressures are integrated. The key advantage of this novel method is that the numerical problems caused by the small volumes are completely avoided. Also, the method is freely applicable regardless of the integration routine applied. The superiority of both above-mentioned methods is that they are suited for use together with the semi-empirical modelling method which necessarily does not require any geometrical data of the valves and actuators to be modelled. In this modelling method, most of the needed component information can be taken from the manufacturer’s nominal graphs. This thesis introduces the methods and shows several numerical examples to demonstrate how the proposed methods improve the dynamic simulation of various hydraulic circuits.

Follicle and corpus luteum size and vascularity as predictors of fertility at the time of artificial insemination and embryo transfer in beef cattle

Abstract:Two ultrasound based fertility prediction methods were tested prior to embryo transfer (ET) and artificial insemination (AI) in cattle. Female bovines were submitted to estrous synchronization prior to ET and AI. Animals were scanned immediately before ET and AI procedure to target follicle and corpus luteum (CL) size and vascularity. In addition, inseminated animals were also scanned eleven days after insemination to target CL size and vascularity. All data was compared with fertility by using gestational diagnosis 35 days after ovulation. Prior to ET, CL vascularity showed a positive correlation with fertility, and no pregnancy occurred in animals with less than 40% of CL vascularity. Prior to AI and also eleven days after AI, no relationship with fertility was seen in all parameters analyzed (follicle and CL size and vascularity), and contrary, cows with CL vascularity greater than 70% exhibit lower fertility. In inseminated animals, follicle size and vascularity was positive related with CL size and vascularity, as shown by the presence of greater CL size and vascularity originated from follicle with also greater size and vascularity. This is the first time that ultrasound based fertility prediction methods were tested prior to ET and AI and showed an application in ET, but not in AI programs. Further studies are needed including hormone profile evaluation to improve conclusion.

Tutkimustulosten jalkauttamismenettelyjen kehittäminen pk-yrityksille

Yliopistojen tutkimustulosten hyödyntämisen merkitys on kasvanut viime vuosina Suomessa erityisesti yliopistolakimuutosten myötä. Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia teoreettisesti kirjallisuuden avulla yliopiston tutkimustulosten jalkauttamista ja jalkauttamismenetelmiä sekä perehtyä erilaisiin yliopiston tutkimusprojekteihin. Tässä työssä muodostetaan käsitys erilaisista yliopiston tutkimusprojekteista ja luodaan tutkimusprojektikategoriat erilaisten rahoittajatahojen, kuten EU:n, Tekesin ja Suomen Akatemian, strategisiin linjauksiin perustuen. Lisäksi tässä diplomityössä selvitetään kuhunkin tutkimusprojektikategoriaan soveltuvat jalkauttamismenetelmät kirjallisuuden havaintojen avulla ja muodostetaan näin viitekehys tutkimustulosten jalkauttamiselle. Muodostettua viitekehystä sovelletaan tutkittavassa tapauksessa, jonka tutkimustulosten jalkauttamisprosessiin ja menettelyyn perehdytään tapaustutkimuksen periaatteiden mukaisesti. Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että erityisesti epämuodolliset jalkauttamismenetelmät eli menetelmät, jotka eivät vaadi virallisia sopimussuhteita, kuten verkostojen hyödyntäminen, seminaarit, julkaisut ja tutkimustulosten tiivistelmät, ovat sovellettavissa lähes kaikissa yliopiston tutkimusprojekteissa. Lisäksi epämuodollisia jalkauttamismenetelmiä suositellaan käytettäväksi yhtäaikaisesti muodollisten jalkauttamismenetelmien kanssa, kuten esimerkiksi yhteistoimintatutkimuksen, lisensoinnin ja sopimustutkimuksen, jotta tutkimustulokset voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Epämuodollisten menetelmien merkitys korostuu erityisesti, kun hyödyntävänä tahona on pk-yritys. Pk-yritykset asettavat vaatimuksia jalkauttamismenetelmille sekä kokonsa ja resurssiensa puolesta että haavoittuvuudellaan toimintaympäristön äkkinäisille muutoksille, mikä havaittiin myös tutkitussa tapauksessa. Tutkittu tapaus vahvisti teoreettista viitekehystä. Huomionarvoista tutkitussa tapauksessa oli niin sanotun välittäjäorganisaation käyttö yliopiston ja yritysten välillä, mitä voidaan suositella käytettäväksi erityisesti, kun tavoitteena on jalkauttaa yliopiston tutkimustuloksia pk-yrityksille. Välittäjäorganisaatio kuroo umpeen yliopiston ja pk-yritysten välillä havaittavaa kuilua.

Influence of reactant absorption and dissolution in heterogeneous precipitation processes

In this research work, the aim was to investigate the volumetric mass transfer coefficient [kLa] of oxygen in stirred tank in the presence of solid particle experimentally. The kLa correlations as a function of propeller rotation speed and flow rate of gas feed were studied. The O2 and CO2 absorption in water and in solid-liquid suspensions and heterogeneous precipitation of MgCO3 were thoroughly examined. The absorption experiments of oxygen were conducted in various systems like pure water and in aqueous suspensions of quartz and calcium carbonate particles. Secondly, the precipitation kinetics of magnesium carbonate was also investigated. The experiments were performed to study the reactive crystallization with magnesium hydroxide slurry and carbon dioxide gas by varying the feed rates of carbon dioxide and rotation speeds of mixer. The results of absorption and precipitation are evaluated by titration, total carbon (TC analysis), and ionic chromatrography (IC). For calcium carbonate, the particle concentration was varied from 17.4 g to 2382 g with two size fractions: 5 µm and 45-63 µm sieves. The kLa and P/V values of 17.4 g CaCO3 with particle size of 5µm and 45-63 µm were 0.016 s-1 and 2400 W/m3. At 69.9 g concentration of CaCO3, the achieved kLa is 0.014 s-1 with particle size of 5 µm and 0.017 s-1 with particle size of 45 to 63 µm. Further increase in concentration of calcium carbonate, i.e. 870g and 2382g , does not affect volumetric mass transfer coeffienct of oxygen. It could be concluded from absorption results that maximum value of kLa is 0.016 s-1. Also particle size and concentration does affect the transfer rate to some extend. For precipitation experiments, the constant concentration of Mg(OH)2 was 100 g and the rotation speed varied from 560 to 750 rpm, whereas the used feed rates of CO2 were 1 and 9 L/min. At 560 rpm and feed rate of CO2 is 1 L/min, the maximum value of Mg ion and TC were 0.25 mol/litre and 0.12 mol/litre with the residence time of 40 min. When flow rate of CO2 increased to 9 L/min with same 560 rpm, the achieved value of Mg and TC were 0.3 mol/litre and 0.12 mol/L with shorter residence time of 30 min. It is concluded that feed rate of CO2 is dominant in precipitation experiments and it has a key role in dissociation and reaction of magnesium hydroxide in precipitation of magnesium carbonate.

Yliopiston sähköverkon mallintaminen

Lappeenrannan teknillinen yliopisto tutkii älykkäiden sähköverkkojen kehittämistä. Yliopisto on hankkinut sähköverkkoonsa tuuliturbiinin ja aurinkopaneeleita, joilla pystytään tuottamaan sähköenergiaa sähköverkkoon. Näitä tuotantoja voidaan käyttää myös tutkimuksessa. Tässä työssä luodaan simulaatiomalli yliopiston sähköverkosta Matlab® Simulink® -ohjelmalla. Simulaatiomalliin mallinnetaan yliopiston sisäinen keskijänniteverkko ja osa pienjänniteverkosta. Simulaatiomalli toteutetaan ohjelman valmiilla komponenteilla, joihin lasketaan tarvittavat parametrit. Tuuliturbiinin ja aurinkopaneelien sähköntuotantotehot määritetään säätiladatojen avulla. Verkon komponenteille lasketaan arvot komponenttien tyyppitietojen perusteella ja asetetaan simulaatiomallin parametreiksi. Simulaatiomalli luodaan yliopiston sisäisen verkon tehonjaon tarkastelemiseksi. Työssä selvitetään myös mahdollisuuksia luodun simulaatiomallin käyttämiseen vikatilanteiden tarkastelussa.

Assessment of tidal volume and thoracoabdominal motion using volume and flow-oriented incentive spirometers in healthy subjects

The objective of the present study was to evaluate incentive spirometers using volume- (Coach and Voldyne) and flow-oriented (Triflo II and Respirex) devices. Sixteen healthy subjects, 24 ± 4 years, 62 ± 12 kg, were studied. Respiratory variables were obtained by respiratory inductive plethysmography, with subjects in a semi-reclined position (45º). Tidal volume, respiratory frequency, minute ventilation, inspiratory duty cycle, mean inspiratory flow, and thoracoabdominal motion were measured. Statistical analysis was performed with Kolmogorov-Smirnov test, t-test and ANOVA. Comparison between the Coach and Voldyne devices showed that larger values of tidal volume (1035 ± 268 vs 947 ± 268 ml, P = 0.02) and minute ventilation (9.07 ± 3.61 vs 7.49 ± 2.58 l/min, P = 0.01) were reached with Voldyne, whereas no significant differences in respiratory frequency were observed (7.85 ± 1.24 vs 8.57 ± 1.89 bpm). Comparison between flow-oriented devices showed larger values of inspiratory duty cycle and lower mean inspiratory flow with Triflo II (0.35 ± 0.05 vs 0.32 ± 0.05 ml/s, P = 0.00, and 531 ± 137 vs 606 ± 167 ml/s, P = 0.00, respectively). Abdominal motion was larger (P < 0.05) during the use of volume-oriented devices compared to flow-oriented devices (52 ± 11% for Coach and 50 ± 9% for Voldyne; 43 ± 13% for Triflo II and 44 ± 14% for Respirex). We observed that significantly higher tidal volume associated with low respiratory frequency was reached with Voldyne, and that there was a larger abdominal displacement with volume-oriented devices.

Unequal Teeth Widths for Torque Ripple Reduction in Permanent Magnet Synchronous Machines With Fractional-Slot Non-Overlapping Windings

Permanent magnet synchronous machines with fractional-slot non-overlapping windings (FSPMSM), also known as tooth-coil winding permanent magnet synchronous machines (TCW PMSM), have been under intensive research during the latest decade. There are many optimization routines explained and implemented in the literature in order to improve the characteristics of this machine type. This paper introduces a new technique for torque ripple minimization in TCW PMSM. The source of torque harmonics is also described. The low order torque harmonics can be harmful for a variety of applications, such as direct drive wind generators, direct drive light vehicle electrical motors, and for some high precision servo applications. The reduction of the torque ripple harmonics with the lowest orders (6th and 12th) is realized by machine geometry optimization technique using finite element analysis (FEA). The presented optimization technique includes the stator geometry adjustment in TCW PMSMs with rotor surface permanent magnets and with rotor embedded permanent magnets. Influence of the permanent magnet skewing on the torque ripple reduction and cogging torque elimination was also investigated. It was implemented separately and together with the stator optimization technique. As a result, the reduction of some torque ripple harmonics was attained.